曾 琴,聶敏海
(西南醫(yī)科大學(xué)附屬口腔醫(yī)院,四川 瀘州 646000)
Src家族激酶(Src family kinases,SFKs)是一組細胞內(nèi)的非受體酪氨酸激酶,參與細胞增殖、分化、遷移、侵襲及血管形成等多種細胞生物學(xué)行為的調(diào)控[1]。Scr是SFKs核心家族成員。在正常組織中,Src激酶是信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中心,協(xié)調(diào)細胞對細胞外刺激的反應(yīng)。Src作為表皮生長因子受體(epidermal growth factor receptor,EGFR)、血小板衍生生長因子受體(platelet-derived growth factor receptor,PDGFR)和成纖維細胞生長因子受體(fibroblast growth factor receptors,F(xiàn)GFR)等多種生長因子受體的配體,能促進腫瘤細胞運動、增殖、侵襲及轉(zhuǎn)移,在腫瘤發(fā)生、發(fā)展中起著重要作用[2]。腫瘤細胞可以通過Src激酶異?;罨虮磉_失調(diào)影響正常細胞生長過程,從而促進腫瘤細胞發(fā)生轉(zhuǎn)移[3]。有研究發(fā)現(xiàn),在乳腺癌、肺癌等多種腫瘤組織中Src激酶處于異?;罨癄顟B(tài)[4]。本文就近年來Src激酶在腫瘤侵襲、轉(zhuǎn)移中的作用進行綜述,以期進一步探索腫瘤發(fā)生、發(fā)展的作用機制,為腫瘤的靶向藥物治療提供參考。
目前發(fā)現(xiàn)SFKs有11個家族成員,包括Blk、Brk、Fgr、Frk、Fyn、Hck、Lck、Lyn、c-Src、Srm、Yes[1]。SFKs由Src同源結(jié)構(gòu)域(Src homology,SH)-1、SH-2、SH-3、SH-4組成。SH-1是SFKs的酶結(jié)構(gòu)域,具有內(nèi)在酪氨酸激酶活性。SH-2是一種蛋白基序,可與磷酸化酪氨酸位點相結(jié)合。SH-3使Src激酶與富含脯氨酸肽序列和其他疏水氨基酸的蛋白結(jié)合形成Src復(fù)合物[4]。SH-2和SH-3促進Src激酶與其形成復(fù)合物的蛋白質(zhì)分子間相互作用。SH-4是每個SFKs家族成員特有的區(qū)域[4]。SH-1、SH-2、SH-3、SH-4結(jié)構(gòu)域參與多個信號復(fù)合物的形成,并通過分子間的相互作用調(diào)節(jié)SFKs活性。c-Src激酶活性和構(gòu)象的變化可能受多種因素的影響,如SH-2和SH-3結(jié)合配體、催化結(jié)構(gòu)域的激活或Y530末端區(qū)域的去磷酸化等。Src激酶的活性可以被多種機制調(diào)節(jié),包括共價修飾、異構(gòu)調(diào)節(jié),在共價修飾中Src激酶的Tyr530位點和Tyr419位點的磷酸化在Src激酶活性調(diào)節(jié)中起主要作用[5]。Src激酶是激活細胞原癌基因信號的關(guān)鍵介質(zhì),80%以上的結(jié)直腸癌患者的癌組織中Src激酶呈過度表達,因此,調(diào)節(jié)Src激酶的穩(wěn)定性和活性對結(jié)直腸癌的發(fā)生、發(fā)展至關(guān)重要[6]。
侵襲是指腫瘤細胞通過基質(zhì)屏障(如基底膜)以及組織隔室、血管、神經(jīng)周圍間隙和器官邊界的移位,是腫瘤細胞遠處轉(zhuǎn)移的必要前提。侵襲過程依賴于2個方面:一是細胞運動或遷移能力增加,二是細胞外基質(zhì)(extra cellular matrix,ECM)降解。體外研究發(fā)現(xiàn),腫瘤細胞的侵襲與細胞外膜突起的形成有關(guān),其主要機制是細胞外膜突起可以降解ECM[7]?;罨腟rc激酶能夠促進基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase,MMP)的表達及EMC的降解的;還可以通過促進腫瘤細胞膜的結(jié)合破壞細胞基底膜,使細胞突破基底膜發(fā)生侵襲和轉(zhuǎn)移。Src激酶對E-鈣黏蛋白介導(dǎo)的細胞黏附具有動態(tài)調(diào)節(jié)作用,Src激酶活性增加不僅可使腫瘤細胞間黏附降低甚至消失,還能介導(dǎo)血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)誘導(dǎo)的內(nèi)皮細胞通透性增加,促使腫瘤細胞外滲,從而促進腫瘤細胞的轉(zhuǎn)移。活化的Src激酶通過促進黏著斑激酶、鈣黏蛋白和連環(huán)蛋白等蛋白的再分布而破壞細胞間連接。研究表明,體內(nèi)Src激酶抑制劑可以阻止E-鈣黏蛋白下調(diào),使細胞間黏附處于穩(wěn)定狀態(tài),從而抑制腫瘤細胞的侵襲[8]。研究發(fā)現(xiàn),Src激酶可通過磷酸化線粒體單鏈DNA結(jié)合蛋白,使三陰性乳腺癌更具侵襲性[9]。另外,Src激酶可以通過溶酶體酶組織蛋白酶S和MMP-9的協(xié)同作用來抑制三陰性乳腺癌的侵襲和轉(zhuǎn)移,這為乳腺癌的治療提供了一種新的策略[10]。因此,Src激酶可能是通過增加MMP 表達、降解ECM、下調(diào)E-鈣黏蛋白、破壞細胞間黏連來促進腫瘤細胞的侵襲。王道鑫等[11]研究發(fā)現(xiàn),Src激酶抑制劑PP2可通過調(diào)控縫隙連接蛋白43的表達來抑制肺癌A549細胞的侵襲。
腫瘤從早期發(fā)展至晚期的過程包括腫瘤細胞的生長(細胞增殖)和腫瘤細胞遠處轉(zhuǎn)移(細胞遷移)。轉(zhuǎn)移是一個復(fù)雜的多步驟過程,包括腫瘤細胞基質(zhì)和細胞黏附喪失,腫瘤細胞運動能力增強,腫瘤細胞的內(nèi)滲、侵襲、外滲及遠離原發(fā)腫瘤在其他部位的種植等。Src激酶通過控制細胞基質(zhì)的黏附和MMP的活化,促進實體腫瘤細胞的增殖和轉(zhuǎn)移。研究發(fā)現(xiàn),在前列腺癌轉(zhuǎn)移中Src激酶呈異常高表達,推測其可能機制是活化的Src激酶增強了遷移、侵襲、血管生成等細胞轉(zhuǎn)移能力,調(diào)節(jié)了肌動蛋白細胞骨架,從而促進腫瘤細胞轉(zhuǎn)移[12]。Src激酶對FAK的調(diào)節(jié)主要通過與整合素、RhoA和FAK直接相互作用。Src激酶介導(dǎo)的RhoA失活阻斷了肌動蛋白的應(yīng)力纖維,從而降低黏著斑的穩(wěn)定性,促進細胞運動。侵襲足是一種富含肌動蛋白的癌細胞動態(tài)膜突起,在v-Src細胞中被首次發(fā)現(xiàn)[13],其通過快速形成肌動蛋白細胞骨架、細胞黏附結(jié)構(gòu)和分泌ECM降解酶及MMP而發(fā)揮ECM黏附性和降解能力。皮層蛋白是一種細胞運動的調(diào)節(jié)因子,最初在Src激酶轉(zhuǎn)化的細胞中被發(fā)現(xiàn)。皮層蛋白作為Src激酶的一種底物,在細胞遷移的前緣,可能對調(diào)節(jié)細胞骨架中肌動蛋白絲的重組起著一定的作用[14]。MMP的表達上調(diào)不僅可以增強肺和乳腺纖維化,還可以促進癌癥中上皮-間充質(zhì)轉(zhuǎn)換(epithelial-mesenchymal transition,EMT)的發(fā)生,從而促進腫瘤細胞的侵襲和轉(zhuǎn)移[15]。蔣國軍等[16]發(fā)現(xiàn),Src激酶在乳腺癌對阿奇霉素產(chǎn)生耐藥體外實驗中呈異常激活,當(dāng)Src激酶活性受到抑制時,乳腺癌細胞 MCF-7/ADM的侵襲、轉(zhuǎn)移能力降低。說明Src激酶抑制劑可抑制腫瘤細胞的遷移。
Src激酶是VEGF信號傳導(dǎo)通路下游所必需的信號傳導(dǎo)蛋白,對血管生成和保護均有調(diào)節(jié)作用[17]。Src激酶的表達或活化異常已被證明可以促進血液系統(tǒng)惡性腫瘤的發(fā)生、發(fā)展[17]。而血液可為腫瘤細胞提供足夠的氧氣和營養(yǎng)物質(zhì),使其發(fā)生增殖和轉(zhuǎn)移。在實體腫瘤的低氧區(qū),Src激酶活性增加,通過增強低氧誘導(dǎo)因子-1a和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄活化因子3的轉(zhuǎn)錄活性,誘導(dǎo)VEGF表達而促進血管生成。除促血管生成作用外,內(nèi)皮細胞中SFKs的激活還增加了血管通透性,這是腫瘤細胞營養(yǎng)供給和轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵過程。SFKs通過重排肌動蛋白細胞骨架和內(nèi)皮細胞中的黏附連接來促進細胞結(jié)構(gòu)改變,而這些黏附連接通過改變血管結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生細胞間隙。腫瘤細胞可以在血行擴散、血管內(nèi)滲和外滲過程中利用細胞間隙進入血液循環(huán)。HU等[18]研究表明,Src家族蛋白酪氨酸激酶的活化是破壞內(nèi)皮屏障和誘導(dǎo)血管通透性的關(guān)鍵。在內(nèi)皮細胞中,VEGF與VEGF受體2的結(jié)合增加了細胞的有絲分裂、趨化和高通透性,使血管發(fā)生滲漏。由黏附連接和緊密連接組成的連接復(fù)合物對維持內(nèi)皮細胞屏障完整性有著重要作用[19]。血管內(nèi)皮鈣黏蛋白(vascular endothelial cadherin,VE-cadherin)通過鈣黏蛋白家族為細胞間提供分子鍵,并將質(zhì)膜與細胞內(nèi)肌動蛋白細胞骨架連接起來,導(dǎo)致Src激酶活化和VE-cadherin最終磷酸化,使所有連接的復(fù)合蛋白解離,從而破壞內(nèi)皮屏障[19]。Src激酶介導(dǎo)的Tyr685磷酸化對VEGF誘導(dǎo)的內(nèi)皮細胞遷移和腫瘤血管生成的調(diào)控也至關(guān)重要。Src激酶介導(dǎo)VEGF、MMPs及白細胞介素-8的表達,并通過破骨細胞的活化促進血管生成和骨轉(zhuǎn)移[20]。最近的一項研究表明,辣椒酸酯是一種類似辣椒素的化合物,對VEGF誘導(dǎo)的c-Src活化和下游信號分子磷酸化有直接的抑制作用,從而抑制VEGF誘導(dǎo)的血管生成和降低血管通透性。目前,Src激酶抑制劑達沙替尼被認為是治療慢性粒細胞白血病的有效藥物[21]。
EMT具有多潛能干細胞特征,參與發(fā)育器官組織結(jié)構(gòu)的形成和細胞分化,在胚胎發(fā)育過程中起重要作用[22]。EMT表現(xiàn)為細胞失去上皮細胞特性,包括細胞極性消失、細胞間連接蛋白下調(diào)等,具有間充質(zhì)細胞特性,可使細胞形態(tài)變?yōu)樗笮?,增強細胞遷移及侵襲能力[23]。上皮性癌細胞具有間充質(zhì)特性,使其能夠從原發(fā)腫瘤侵襲到其他正常組織。間充質(zhì)細胞具有高度的移動性和侵襲性,可以使腫瘤細胞發(fā)生局部侵襲,這是腫瘤細胞發(fā)生轉(zhuǎn)移的重要前提。由于上皮細胞通常在脫離基底層時發(fā)生失巢凋亡,而間充質(zhì)細胞不會發(fā)生凋亡,EMT可促進癌細胞的生存[24],因此,EMT是腫瘤轉(zhuǎn)移過程中的早期步驟之一。腫瘤細胞發(fā)生EMT后,可誘導(dǎo)腫瘤血管生成,并經(jīng)過增殖、脫離、遷移、侵襲和黏附,分泌各種腫瘤衍生因子,從而建立一個利于其生長的新環(huán)境,促進腫瘤侵襲和轉(zhuǎn)移。正常上皮細胞與基底膜有一定接觸,可以依靠E-鈣黏蛋白、β-連環(huán)蛋白來穩(wěn)定細胞間黏附,使細胞以強黏聚的多細胞結(jié)構(gòu)連接在一起。Src激酶可以抑制E-鈣黏蛋白的黏附能力,降低細胞間的黏附力,從而促進EMT的發(fā)生,增加細胞浸潤和轉(zhuǎn)移能力[25]。譚琪[26]研究發(fā)現(xiàn),SliT2-Robo1信號通過活化Src激酶誘導(dǎo)E-鈣黏蛋白磷酸化,經(jīng)Hakai泛素化、降解后,誘導(dǎo)上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化。頭頸部鱗狀細胞癌中可以發(fā)現(xiàn)EMT標志物,如E-鈣黏蛋白和波形蛋白,Src激酶活性增加使E-鈣黏蛋白表達下調(diào),波形蛋白表達增加,促進腫瘤細胞的侵襲[27]。在小葉性乳腺癌中Src激酶活性增加與間充質(zhì)標志物波形蛋白和N-鈣黏素的上調(diào)及與腫瘤細胞的侵襲進展有關(guān),提示腫瘤細胞侵襲性的獲得需要EMT的介導(dǎo)[28]。E-鈣黏蛋白和β-連環(huán)蛋白在正常胰腺細胞中呈高表達,N-鈣黏蛋白和波形蛋白在正常胰腺細胞中則呈低表達,在胰腺腫瘤細胞中可以發(fā)現(xiàn)N-鈣黏蛋白和波形蛋白表達增高,由此可見EMT與腫瘤的發(fā)生密切相關(guān)[29]。
綜上所述,Src激酶參與腫瘤細胞侵襲、遷移、血管生成及EMT過程,促進腫瘤的生長和發(fā)展。雖然在肺癌、前列腺癌、胰腺癌等大多數(shù)腫瘤中均可以發(fā)現(xiàn)Src激酶異?;罨虮磉_,由此推測 Src激酶可能是預(yù)防腫瘤轉(zhuǎn)移的潛在有效靶點,但是具體由哪種蛋白、因子或哪條通路導(dǎo)致Src激酶表達失調(diào)還有待于進一步研究。